JP5707051B2

JP5707051B2 - 廃材処理設備

Info

Publication number: JP5707051B2
Application number: JP2010094929A
Authority: JP
Inventors: 純二多田; 博井上
Original assignee: 純二多田; 博井上
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2010-04-16
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2030-04-16
Also published as: JP2011224441A

Description

本発明は、複数種類の廃材が混合した建築廃材を、その種類に応じて選別するための複数の選別手段を備えた廃材処理設備に関する。

建築物の解体等により生じる前記建築廃材には、多様な廃材が含まれる。例えば、瓦礫をはじめ金属、ガラス、プラスチック、ゴムは基本的に環境に影響を与えない所謂安定型の品目とされる一方、他の汚泥、木屑、繊維屑等は管理型とされ、その性状によっては有害物質を含む。このように、建築廃材は、そのまま廃棄物として埋立て処分等をすることができず、又、建築物の規模によってはおびただしい量の廃材が発生することから、従来より社会問題として取上げられている。

この点、例えば特許文献１には、周辺環境を汚染する虞を解消すべく、廃棄物を風力選別機により、不燃物と可燃物とに選別する方法が開示されている。しかしながら、この選別方法は、単に不燃物と可燃物との選別を行うにすぎない。また、建築廃材は、前記のように多様な種類の廃材を含み且つ雨天に晒される等、雑多な状態で堆積していることから、風力による選別では正確に選別を行うのは困難である。

一方、特許文献２には、建設現場で発生する瓦礫等の廃材と土砂の混合物から、廃材と土砂を分離する方法が開示されている。この選別処理では、先ず土砂及び廃材を含有する処理物を乾燥雰囲気下で放置し、含有水分量を低減した後、ドラム内に投入して撹拌し、その撹拌後に土砂と廃材との篩い分けが行われるようになっている。

特開２０００−５１８１０号公報特開２００７−１９０５５５号公報

ところが、特許文献２の選別方法では、廃材を充分に乾燥させるために、２区画以上の放置場を必要とすることから、その放置場のスペースを確保できない事態が生じうる。殊に、市街地等の地域にあっては、処理設備用の設置場所の確保が困難であり、しかも、建築廃材は前記の如く相当量の廃材が生じることもあり、当該選別方法による処分の実現は困難なものとなる。

また、特許文献２の選別方法は、土砂と廃材とを選別するだけで、多様な種類の廃材の適正な選別を行うものではなく、依然として処分上の課題を残している。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、設置に必要なスペースを飛躍的に少なくすることができると共に、複数種類の廃材が混合した建築廃材をより精度良く選別してリサイクルをも図ることができる廃材処理設備を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の廃材処理設備は、複数種類の廃材が混合した建築廃材を、その種類に応じて選別するための複数の選別手段を備えた廃材処理設備であって、前記複数の選別手段は、前記建築廃材を大きさに応じて選別するサイズ選別手段と、水の比重を利用して前記建築廃材を重量物と軽量物とに選別する湿式選別手段と、磁力を利用して前記建築廃材中の金属類を選別する磁力選別手段とを含み、前記廃材処理設備は、所定間隔を隔てて配置された複数の柱部材と、前記柱部材間に上下に複数段に架け渡された複数の梁部材とを接合することにより構成された複数階からなる構造体を備え、前記構造体の各階への前記選別手段の設置により、それら複数の選別手段を上下方向に複数段に配置した立体的な配置構成にすると共に、当該複数の選別手段のうち最上段の選別手段へ前記建築廃材を投入する廃材投入手段を設けており、前記複数の選別手段のうち、前記磁力選別手段は、前記サイズ選別手段により選別されたサイズ別の建築廃材について、当該サイズ別に処理する複数の当該磁力選別手段が前記構造体に配設されていて、サイズ別の金属類の選別を、前記複数の磁力選別手段により並行して処理することが可能とされ、前記湿式選別手段は、前記構造体の複数階にわたって夫々設けられ、湿式による選別を前記複数階で行うように構成されるとともに、それら湿式選別手段のうちの１つは、他の湿式選別手段に対して給水するための循環水経路に接続された沈降タンクで水の比重を利用して沈降する物質を選別することで、外部に汚水を排出しない構成とされ、前記サイズ選別手段、前記湿式選別手段、或いは前記磁力選別手段で選別することで前記建築廃材から可燃物と鉄とアルミと塩ビ類と瓦礫類と砂とを選別し、それら廃材について前記構造体に配設された投入用シュートによる階下への落下が可能に構成されていることを特徴とする。

上記のように、複数の選別手段を上下方向に複数段に配置した立体的構成をなすことから、従来の二次元的配置構成（つまり平地に選別手段を配置した構成）に比し、廃材処理設備の設置に必要なスペースを大幅に減少させることができる。また、上記構成によれば、一の選別手段で選別した建築廃材を、重力を利用して下方の選別手段へ投入することができ、選別手段間における廃材投入手段の省略ないしは縮短することができる。従って、廃材処理設備の設置スペースを飛躍的に減少させることができると共に、選別手段間での廃材搬送に要するエネルギーを極力少なくすることができ、環境負荷を低減できる。

更に、選別手段において、サイズ選別のみならず、金属類の選別や水の比重を利用した質量ごとの選別を重畳的に行うことができる。よって、各選別手段を経た廃材について、例えば軽量物たる木や紙屑を可燃物として取除くことができると共に、サイズごとに金属類あるいは瓦礫類等を選別したり、鉄屑等の混入のない細かい砂を選別することができる。

本発明の一実施形態について、各階における選別装置の配置構成と処理の流れの例を概略的に示す全体図（ａ）は、廃材処理設備の概略的なシステムフローの一部分を示す図、（ｂ）は、湿式選別機の要部を拡大して示す平面図図２（ａ）のシステムフローにおける他の部分を示す図（ａ）は、廃材処理設備全体の概観を示す正面図、（ｂ）は、構造体とその柱部材及び梁部材とを説明するための概略図構造体１階における配置構成の概略図構造体２階における配置構成の概略図構造体３階における配置構成の概略図湿式選別機の仕切り部材と、廃材の沈降速度の違いを説明するための概略図湿式選別機における各仕切り部材の一例を示す図廃材処理設備の処理量の一例を示す図

以下、本発明の一実施形態について図１〜図１０を参照しながら説明する。ここで、本発明の廃材処理設備は、例えば建築物の解体が行われた敷地の一角を利用して設置されるものとする。図４（ｂ）は、当該廃材処理設備１１の骨格をなす構造体１２を２点鎖線で示すものである。

即ち、同図に示すように、構造体１２は、所定間隔を隔てて垂直に立設された複数の柱部材１３と、これら柱部材１３間に上下に複数段（例えば３段）に架け渡された複数の梁部材１４とを接合することにより構成されている。これらの部材１３，１４によって構造体１２は、例えば、幅Ｗが１０ｍ、高さＨが１０．４ｍ、奥行きＤ（図５参照）が１０ｍに設定された鉄骨造の三階建てとされている。ここで、図５〜図７中、符号Ｋは、構造体１２の一階〜三階の各フロアを行き来するための階段を示している。この構造体１２の上側には、発電用パネル１５として例えば１０ｍ×８ｍの大きさの太陽電池装置が附設されている。このパネル１５で太陽光エネルギーを電気的エネルギーに変換し、後述する各選別機２０，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０，４７，４８，４９（以下、これら選別機を単に「複数の選別機」と総称する）等の駆動源に供するエネルギーとして利用される。

構造体１２は、螺合手段等を用いて前記敷地での組み立てが可能なプレハブ式にて構成されている。また、構造体１２は、上記の如く比較的コンパクトな外形をなし、所謂狭小な土地にも適用が可能であるが、敷地の状況等に応じて各寸法Ｗ、Ｄ、Ｈを適宜変更することができる。尚、高さＨが１５ｍ以下で且つ屋根又は壁の無い構造の建築物は、建築基準法の規制対象外となるが、本実施形態の廃材処理設備１１は、発電用パネル１５を含めても高さＨが１２．６ｍで上記の要件を何れも満たすことから、設置に際して手続き上の利点も有する（特定工作物としての申請は必要）。

構造体１２の周囲には、直ぐ外側（図５における左側及び上側）に位置させて、複数の選別機で選別した廃材を、その種類や大きさごとにまとめたもの置くための各置場１６ａ〜１６ｈが区画形成されている。この廃材置場１６は、例えば、可燃物置場１６ａと、金属類置場（鉄屑置場１６ｂ、アルミニウム置場１６ｃ、ステンレス鋼置場１６ｄ）と、大形（過大サイズ）廃材置場１６ｅと、プラスチック類（例えばポリ塩化ビニル等（以下、塩ビ類と称す））の置場１６ｆと、瓦礫類置場１６ｇと、砂置場１６ｈとからなる。

廃材処理設備１１は、上記のような各種の廃材を選別するための複数の選別手段たる選別機を備える。複数の選別機は、構造体１２を利用して上下方向に複数段に配置され、図示しない螺子（螺子結合）等により適宜の階の床面部（図示略）等に取付け固定されている。図示は省略するが、前記床面部は、梁部材１４に対して架け渡されるようにして設けられるものであり、当該床面部には、階段Ｋ用の開口部の他、後述するコンベヤや投入用シュート、各種配管（パイプ）用の開口部が形成されている。複数の選別機を含む廃材処理設備１１における各装置、配置構成並びに作用について、（１）建築廃材の投入、（２）サイズ選別機、（３）磁力選別機、（４）湿式選別機、（５）その他の装置、（６）廃材処理設備における作用、の順に説明する。尚、説明の便宜上、図２及び図３では一連の処理の流れを分けて示すと共に、当該図２及び図３等で省略された一部の装置については、他の図（図１、図５〜図９）等で補完的に示すものとする。

（１）建築廃材の投入
図１、図２、図５に示すように、廃材処理設備１１の受入ホッパ１９は、外部の建築廃材の投入を容易にすべく、構造体１２の一階の外縁部に設けられている。受入ホッパ１９は上方が拡開した形態をなし、その上面側に形成された大形の開口部１９ａから建築廃材が投入される。ここで投入される建築廃材は、建築物の解体等により生じるもので、例えば、可燃物（木屑、繊維屑、紙屑等）、瓦礫類（コンクリート片や瓦）、砂、泥、金属類、ガラス、プラスチック等の廃材が混在しており、夫々の廃材の大きさも多様である。これら廃材は、受入ホッパ１９の開口部１９ａへ直接的に投入され、その自重により受入ホッパ１９下部から排出される。

（２）サイズ選別機
廃材処理設備１１は、建築廃材を大きさに応じて選別する複数のサイズ選別機２０，２１，２２，２３を備える。第１のサイズ選別機２０は、建築廃材中に含まれる大形（過大サイズ）の廃材を一次的に取り除くもので、構造体１２の二階の隅部（図６中、左上側）に位置して設けられている。図４（ａ）、図６に示すように、第１のサイズ選別機２０は、例えば、４０ｍｍ以上の過大サイズの廃材とそれ以外の廃材（４０ｍｍ未満）の２つに篩分けるメッシュ寸法の篩２０ａと、この篩２０ａ等を振動させるための加振装置（図示略）とを備え、その排出部２０ｂ側が前記大形廃材置場１６ｅに臨むように配置されている。第１のサイズ選別機２０の排出部２０ｂ側には、篩２０ａにて篩分けた過大サイズの廃材を、前記大形廃材置場１６ｅに導く投入用シュート１７ｅが設けられている。尚、本実施形態の篩（前記篩２０ａを含む）は、例えばスクリーン部材としての金網からなるものであるが、多数の格子状孔部を有する薄板状の篩を用いてもよく、メッシュ寸法は適宜変更してもよい。また、本実施形態の投入用シュート（前記シュート１７ｅを含む）は、例えば投入された物を、その自重を利用して下方へ導く筒状をなすものであるが、その形態につき角筒状、漏斗状など各種のシュートを用いてもよい。

第２のサイズ選別機２１は、例えば、４０ｍｍ未満の廃材を、大、中、小の３つのサイズに選別するもので、図７に示す構造体１２の三階の略中央部に位置して設けられている。第２のサイズ選別機２１は、例えば廃材を、１５ｍｍ以上４０ｍｍ未満のサイズ（以下、大サイズとする）と、５ｍｍ以上１５ｍｍ未満のサイズ（以下、中サイズとする）と、５ｍｍ未満のサイズ（以下、小サイズとする）とに篩分ける上下２段の篩２１ａ，２１ｂ（図３参照）を備える。即ち、篩２１ａ，２１ｂは、メッシュ寸法が小さい篩２１ｂが下側となるよう上下に配設されていて、図示しない加振装置により振動が付与される。また、第２のサイズ選別機２１には、各篩２１ａ，２１ｂ上の廃材に対して水を吹き付けるシャワー装置（流入手段Ｒ２，Ｒ３）が設けられており、廃材を洗浄して細かい砂や泥などを、小サイズの廃材と共に底部の管路２１ｅ側へ流下させると共に、篩２１ａ，２１ｂの目詰まりを防止して篩分けを促進する構成とされている。

図４（ａ）、図７に示すように、構造体１２の三階には、第２のサイズ選別機２１の下側に位置させて、第３のサイズ選別機２２と第４のサイズ選別機２３が設けられている。第３のサイズ選別機２２は、大サイズの廃材とこの廃材に付着した砂や泥などの小サイズの廃材とを選別するための篩２２ａ（図３参照）を備えると共に、当該廃材中の水分をエアブローにより小サイズの廃材と共に底部の管路２２ｂ側へ流下させるための圧縮空気供給部２２ｃ（同図に模式的示す）を備えた脱水篩機として構成されている。第３のサイズ選別機２２は、その投入部２２ｄが第２のサイズ選別機２１の排出部２１ｆに連なるように配置されている。投入部２２ｄには、第２のサイズ選別機２１の排出部２１ｆに接続された投入用シュート１８ａを介して、大サイズの廃材が投入される。

一方、第４のサイズ選別機２３は、中サイズの廃材とこの廃材に付着した小サイズの廃材とを選別するための篩２３ａ（図３参照）を備えると共に、前記選別機２２と同様、圧縮空気供給部２３ｃを備えた脱水篩機として構成されている。第４のサイズ選別機２３は、その投入部２３ｄが第２のサイズ選別機２１の排出部２１ｇに連なるように配置されている。投入部２３ｄには、第２のサイズ選別機２１の排出部２１ｇに接続された投入用シュート１８ｂを介して、中サイズの廃材が投入される。尚、図示は省略するが、廃材処理設備１１における圧縮空気は、１台の圧縮空気供給装置で生成され、各空気供給部２２ｃ，２３ｃへ配管を通じて供給される。

（３）磁力選別機
廃材処理設備１１の磁力選別機は、例えば、建築廃材中の鉄屑を選別するための吊下げ型選別機２４と、建築廃材中のアルミ二ウムやステンレス鋼などを選別するための非鉄金属磁選機２５，２６とからなる。図５に示すように、吊下げ型選別機２４は、構造体１２の一階において、建築廃材を受入ホッパ１９側（後述のコンベアＣ１側）から第１のサイズ選別機２０側へ搬送するコンベアＣ２の上方に吊下げられている。吊下げ型選別機２４は、当該コンベアＣ２により搬送される建築廃材中の鉄屑を吸着する永久磁石（図示略）を有し、吸着した鉄屑の搬送先（図５中、左側）が鉄屑置場１６ｂに臨むように配置されている。この吊下げ型選別機２４の搬送側には、搬送した鉄屑を鉄屑置場１６ｂに導く投入用シュート１７ｂが設けられている。

図３に示すように、非鉄金属磁選機２５，２６は、例えば、磁場を形成することにより、アルミニウムとステンレス鋼とこれら非鉄金属以外の建築廃材とに、夫々の磁性の相違を利用して選別するための磁場発生部（図示略）を有する。即ち、非鉄金属磁選機２５，２６の磁場発生部における、アルミニウムとステンレス鋼と非鉄金属以外の建築廃材との挙動の違いにより、建築廃材を、それら三者に夫々選別する。図６に示すように、一方の非鉄金属磁選機２５は、構造体１２の二階において、その投入部２５ａを第３のサイズ選別機２２側に向け、排出部２５ｂ，２５ｃを廃材置場１６側に向けるように配置されている。非鉄金属磁選機２５の投入部２５ａには、三階の第３のサイズ選別機２２の排出部２２ｅに接続された投入用シュート１８ｃ（図７に一点鎖線で簡略化して示す）を介して、大サイズの廃材が投入される。非鉄金属磁選機２５の排出部２５ｂ、２５ｃ側には、当該磁選機２５で選別された大サイズのアルミニウムとステンレス鋼を、アルミニウム置場１６ｃとステンレス鋼置場１６ｄに導く投入用シュート１７ｃ，１７ｄ（図６に一点鎖線で簡略化して示す）が設けられている。

非鉄金属磁選機２６は、構造体１２の二階において、その投入部２６ａを第４のサイズ選別機２３の排出部２３ｅ側に向け、排出部２６ｂ，２６ｃを廃材置場１６側に向けるように配置されている。非鉄金属磁選機２６の投入部２６ａには、三階の第４のサイズ選別機２３の排出部２３ｅに接続された投入用シュート１８ｄ（図７の一点鎖線参照）を介して中サイズの廃材が投入される。非鉄金属磁選機２６の排出部２６ｂ，２６ｃ側には、当該磁選機２６で選別された中サイズのアルミニウムとステンレス鋼を、アルミニウム置場１６ｃ´とステンレス鋼置場１６ｄ´に導く投入用シュート１７ｃ´，１７ｄ´（図６の一点鎖線参照）が設けられている。

（４）湿式選別機
廃材処理設備１１は、水の比重を利用して建築廃材を重量物と軽量物とに選別する複数の湿式選別機２７，２８，２９，３０を備える。

図２、図３、図７に示すように、第１の湿式選別機２７は、構造体１２の三階に設けられ、建築廃材が投入される水槽２７ａと、この水槽２７ａ内に水を供給する流入手段Ｒ１（図１参照）とを有する。水槽２７ａは、その底部が左上がりの傾斜状をなし、水面側から軽量物を水と共に流出させる流出手段３１と、水槽２７ａの底部側に沈降した重量物を排出するための排出手段３２とを備える。この第１の湿式選別機２７は、その排出部２７ｂが第２のサイズ選別機２１の投入部２１ｃの直ぐ上側に位置するように配置されている。排出手段３２は、水槽２７ａの底部に沿って傾斜した中心軸３２ａと当該中心軸３２ａの周りに螺旋状に形成された掻揚げ部３２ｂとを一体に有する。この排出手段３２は、図示しない駆動装置により中心軸３２ａが回転駆動することで、水槽２７ａの底部に沈んだ重量物を掻揚げ部３２ｂにより排出部２７ｂ側へ掻揚げて排出する。

一方、前記流出手段３１は、図８に示すように、水槽２７ａ上部から側方へ延びるように延設された溢水口部３１ａと、溢水口部３１ａの基端側（つまり水槽２７ａの側壁２７ｃ寄りの部位）に位置して設けられた規制部材３５とを備える。詳細には、溢水口部３１ａの底部には、規制部材３５を保持するための一対の保持部３１ｂ，３１ｂが設けられている。規制部材３５としては、例えば、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、矩形板状をなす複数種類（例えば３種類）の部材３５Ａ〜３５Ｃが用意されている。規制部材３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃは、夫々の高さ寸法ｈ１，ｈ２，ｈ３が相違する仕切り部材であって、保持部３１ｂ，３１ｂ間に装着されることで固定状態となる。尚、規制部材３５及び保持部３１ｂの構成は適宜変更してもよく、例えば、規制部材３５を水槽２７ａに対して垂直方向に移動可能に配設すると共に、当該規制部材３５を垂直方向に駆動させる駆動手段を配設してもよい。

前記流入手段Ｒ１は、図１に示す循環水タンクＴ１内の水を、循環水用経路Ｒを通じて水槽２７ａに供給する供給部である。図１では便宜上、流入手段Ｒ１を水面よりも上側に示したが、実際の流入手段Ｒ１は、水槽２７ａに対して溢水口部３１ａよりも下側から水を供給して、水槽２７ａ内の水量（水の供給量）を調整し、当該水槽２７ａ内に水流を生成する。ここで、溢水口部３１ａから軽量物として流出する廃材は、その廃材の沈降速度の相違に基づき峻別されるもので、規制部材３５の高さと水槽２７ａ内の水位（給水量）とにより、重量物と軽量物との境界が定まることとなる。即ち、複数の規制部材３５Ａ〜３５Ｃのうちから一の規制部材３５を選定すると共に、流入手段Ｒ１の給水量を適宜調整することで、相違に基づく重量物と軽量物との境界を任意に設定することができる。具体的には、図８に示すように、水槽２７ａ内に投入される廃材のうち、比重が１よりも小さい廃材１０１は溢水口部３１ａから流出する一方、比重が１よりも大きい廃材１０２は沈降する。ここで、廃材１０２のうち比重が１に近い廃材１０１´、並びに廃材１０１のうち廃材１０２と混合し或は水分を含むことで沈降する廃材１０１´を、前記の規制部材３５の選定あるいは給水量の調整により、軽量物として溢水口部３１ａから流出させることができ、選別精度をも高めることができる。

本実施形態の流入手段（流入手段Ｒ１を含む）は、循環水用経路Ｌを利用することなく、例えば各湿式選別機に夫々配設された独立のポンプ装置と水供給経路（何れも図示略）とで構成してもよい。この場合のポンプ装置は、各水槽内へ水供給経路を通じて、外部の水を供給する（或は水槽内の水を循環する）。

第２の湿式選別機２８は、構造体１２の一階（図５参照）に設けられ、大サイズの廃材が投入される水槽２８ａと、この水槽２８ａ内に水流を生成する流入手段Ｒ７（図１参照）とを有する。図３に示すように、水槽２８ａは、その底部が右上がりの傾斜状をなし、左側に軽量物を排出するための軽量物排出部２８ｂと、右側に重量物を排出するための重量物排出部２８ｃとを備える。水槽２８ａには、当該水槽２８ａの下方へ沈降する重量物を排出部２８ｃ側へ排出するための排出手段３７が設けられている。詳しい図示は省略するが、排出手段３７は、水槽２８ａの底部に沿って傾斜配置されたコンベア３７ａとこのコンベア３７ａに設けられた複数の網状バケット３７ｂを有し、当該バケット３７ｂで回収した重量物（瓦礫類）を排出部２８ｃから排出する。一方、比重が１よりも大きい塩ビ類は、水流入手段Ｒ７により水槽２８ａ内に水流が生成されることで、瓦礫類より比重が軽い軽量物として排出部２８ｂから排出する。第２の湿式選別機２８の投入部２８ｄと、二階の非鉄金属磁選機２５の排出部２５ｄとの間には、後述する振動フィーダ４２（図５では一点鎖線で簡略化して示す）が設けられており、第２の湿式選別機２８には、非鉄金属類が除去された大サイズの廃材が投入される。第２の湿式選別機２８は、軽量物排出部２８ｂと重量物排出部２８ｃが、塩ビ類置場１６ｆと瓦礫類置場１６ｇに臨むように配置されている。第２の湿式選別機２８の各排出部２８ｂ，２８ｃ側には、当該選別機２８で選別された大サイズの塩ビ類と瓦礫類を、塩ビ類置場１６ｆと瓦礫類置場１６ｇに導く投入用シュート１７ｆ，１７ｇ（図５で模式的に示す）が設けられている。

第３の湿式選別機２９は、第２の湿式選別機２８と隣接するように配置されている。第３の湿式選別機２９の水槽２９ａには、中サイズの廃材が投入されるようになっており、第２の湿式選別機２８と同様に、流入手段Ｒ６、軽量物排出部２９ｂ、重量物排出部２９ｃ、及び排出手段３７とを備える。第３の湿式選別機２９の投入部２９ｄと、二階の非鉄金属磁選機２６の排出部２６ｄとの間には、後述する振動フィーダ４３（図５の一点鎖線参照）を介して、非鉄金属類が除去された中サイズの廃材が投入される。第３の湿式選別機２９の各排出部２９ｂ，２９ｃ側には、当該選別機２９で選別された中サイズの塩ビ類と瓦礫類を、塩ビ類置場１６ｆ´と瓦礫類置場１６ｇ´に導く投入用シュート１７ｆ´，１７ｇ´が設けられている。尚、図示は省略するが、湿式選別機２８，２９と廃材置場１６との間に、各湿式選別機２８，２９で選別された塩ビ類を脱水するための脱水篩機を夫々配設してもよい。

第４の湿式選別機３０は、構造体１２の二階（図４（ａ）、図６参照）に設けられ、小サイズの廃材が投入される水槽３０ａと、この水槽３０ａ内に水流を生成する流入手段Ｒ５（図１参照）とを有する。図２（ａ）に示すように、水槽３０ａは、その底部が右上がりの傾斜状をなし、右側上部に形成された排出部３０ｃと、水槽３０ａ内に投入された廃材を排出するための排出手段３８とを備える。排出手段３８は、水槽３０ａの底部に沿って傾斜配置されたコンベア３９と、このコンベア３９における水面側の上部３９ａを振動させる加振装置４０と、流入手段Ｒ５に対向する吸引部３０ｄ（図２（ｂ）参照）とからなる。この水槽３０ａ内に投入される小サイズの廃材は、第１の湿式選別機２７を経て軽量物が除去されたものであるが、当該廃材中（主として砂）に比較的軽い廃材（例えば水を含んだ可燃物やＡＬＣ（軽量気泡コンクリート））が埋もれることもある。そこで、コンベア３９ａ上の廃材を、加振装置４０によって水面下でコンベア３９ａごと振動させることにより表面側に浮出させる。また、流入手段Ｒ５及び吸引部３０ｄは、水槽３０ａに対してコンベア３９の上部３９ａ側に位置して配設されており、表面側に浮出した比較的軽い廃材を吸引部３０ｄで吸引する流れを形成する。この第４の湿式選別機３０は、投入部３０ｂが第２のサイズ選別機２１の前記管路２１ｅ側に位置し、排出部３０ｃが砂置場１６ｈに臨むように配置されている。第４の湿式選別機３０の排出部３０ｃ側には、当該選別機３０で選別された砂を、砂置場１６ｈに導く投入用シュート（図示略）が設けられている。

（５）その他の装置
図２、図３に示すように、湿式選別機２７，２８，２９の投入部側に、振動フィーダ４１，４２，４３が夫々配設されている。各振動フィーダ４１〜４３は、その搬送面上で振動により廃材をほぐして各湿式選別機２７〜２９の投入部に連続的に落下させる。ここで、第１の湿式選別機２７上の振動フィーダ４１は、水槽２７ａの溢水口部３１ａに対する近接及び離間が可能な移動手段（図示略）を備える。この移動手段により、例えば廃材の乾燥度に応じて、振動フィーダ４１全体を垂直方向と水平方向（矢印参照）に移動させることで、前記廃材１０１´の溢水口部３１ａに対する相対的位置関係を予め調整することができ、重量物と軽量物の選別をより正確に行うことができる。

図１に示すように、前記循環水用経路Ｒは、廃材処理設備１１内で水を循環させるためのパイプであり、上記の各選別機に対して給水するための流入手段Ｒ１〜Ｒ７を備える。また、循環水用経路Ｒの途中部には図示しないポンプ装置が接続されていて、前記循環水タンクＴ１内の水を、循環水用経路Ｒを通じて循環させる。構造体１２の一階には、シックナー（汚水沈降タンク）Ｔ２が設けられると共に、シックナーＴ２の周囲にスラリータンク（汚泥濃縮タンク）Ｔ３とフィルタープレス４５とが附設されている。各選別機から排出される濁水は、図１中、破線等で示す循環水用経路Ｒ´を通じてシックナーＴ２に回収される。シックナーＴ２は回収された濁水を取込んで、その内部で沈降する物質と上澄水とに自然分離させ、沈降物質を底部から排出すると共に上澄水を上部から排出する。前者の沈降物質（汚泥）は、スラリータンクＴ３にて濃縮された後、フィルタープレス４５で脱水されて脱水ケーキとなる。後者の上澄水、或はフィルタープレス４５での脱水時に生じた水は、何れも循環水タンクＴ１に戻る。尚、図１に示すように、シックナーＴ２には適宜、補給水が供給される。

図７に示すように、構造体１２の三階には、第１の湿式選別機２７の溢水口部３１ａに連なる洗浄トロンメル４７と、この洗浄トロンメル４７に対してスクリューコンベアＣ４を介して配された脱水機４８とが連設されている。洗浄トロンメル４７は、例えば小サイズの廃材（砂や泥）と、それ以外のサイズの廃材（大サイズ及び中サイズの軽量物）とに篩分けるメッシュ寸法の篩４７ａ（図２参照）を全周にわたって有する回転篩である。洗浄トロンメル４７内には、溢水口部３１ａから水と共に流入した軽量物を、洗浄するためのシャワー装置（流入手段Ｒ４）が設けられている。脱水機４８は、洗浄トロンメル４７で砂や泥が除かれた軽量物を脱水する脱水槽４８ａを有する脱水篩機である。脱水機４８の排出部４８ｂは可燃物置場１６ａに臨み、当該排出部４８ｂ側には脱水された軽量物を可燃物置場１６ａに導く投入用シュート１７ａが設けられている。洗浄トロンメル４７及び脱水機４８の夫々の下部には、洗浄或は脱水等で生じた水を前記循環水用経路Ｒ´側へ回収するための管路４７ｂ、４８ｃ（図２参照）が設けられている。また、洗浄トロンメル４７及び脱水機４８は、上記の如くサイズ選別機として機能する。

図２に示すように、前記第４の湿式選別機３０には、下部側が円錐形状をなす周知構成のサイクロン４９が附設されている。サイクロン４９と、洗浄トロンメル４７及び脱水機４８とは、循環水用経路Ｒ´を介して接続されている。サイクロン４９は、循環水用経路Ｒ´から濁水が流入すると、内周壁のテーパに沿う下降流を生成し、当該濁水に含まれる比重の大きい砂等をボトムノズル４９ａから第４の湿式選別機３０側へ排出し、比重の小さい物質を含む水をトップノズル４９ｂからシックナーＴ２側へ排出する。

（６）上記構成の作用
上記構成の作用につき、主として図１を参照しながら説明する。尚、図１におけるＡ１〜Ａ７、Ｌ１〜Ｌ３、Ｍ１〜Ｍ３、Ｓ１、Ｓ２は、各ステップを示す。先ず、廃材処理設備１１においては、前記ポンプ装置の駆動により前記循環水タンクＴ１内の水を循環水用経路Ｒを通じて循環させ、その水が前記流入手段Ｒ１〜Ｒ７から各選別機に対して供給される。

廃材処理設備１１の受入ホッパ１９には、開口部１９ａから建築廃材が投入される（ステップＡ１）。受入ホッパ１９下部へ自重により排出される廃材は、コンベア（定量供給機）Ｃ１により定量的に搬送され、前記コンベアＣ２上に連続的に落下する。コンベアＣ２によって斜め上方へ向かって搬送される廃材は、その搬送過程で、吊下げ型選別機２４により、鉄類とそれ以外の廃材とに選別される（ステップＡ２）。吊下げ型選別機２４にて吸着された鉄屑は図５中、左側へ搬送され、投入用シュート１７ｂを介して鉄屑置場１６ｂに落下する。

鉄類が除去された廃材はコンベアＣ２により搬送されて、第１のサイズ選別機２０の投入部２０ｃに投入される。第１のサイズ選別機２０にて廃材は、篩２０ａによって過大サイズの廃材とそれ以外の廃材に篩分けられる（ステップＡ３）。これにより選別された過大サイズの廃材は、第１のサイズ選別機２０の排出部２０ｂ（図６参照）から投入用シュート１７ｅを介して大形廃材置場１６ｅに落下する。過大サイズ以外のサイズの廃材は、第１のサイズ選別機２０の排出部２０ｄ（図１、図６参照）から排出されてクライマーベルトコンベアＣ３のバケットＣ３ａに落下する。図４（ａ）にも示すように、クライマーベルトコンベア（廃材投入手段）Ｃ３は、過大サイズ以外のサイズの廃材を、最上段たる三階の第１の湿式選別機２７へ搬送するためのもので、当該廃材が投入される複数のバケットＣ３ａを有する。クライマーベルトコンベアＣ３により斜め上方へ搬送される廃材は、振動フィーダ（廃材投入手段）４１上に落下する。落下した廃材は、振動フィーダ４１でほぐされて水平方向に拡がり、第１の湿式選別機２７に連続的に投入される。

前述のように、廃材の乾燥度や投入量或は水槽２７ａ内への給水等に応じて、振動フィーダ４１の位置と、第１の湿式選別機２７における規制部材３５の種類３５Ａとが予め設定されている。従って、図８に示すように、比重が１よりも小さい廃材１０１と前記の廃材１０１´は、何れも軽量物として、水流により規制部材３５Ａの上端を越えて水と共に溢水口部３１ａから流出する（ステップＡ４）。これにより、第１の湿式選別機２７の水槽２７ａにおいて、重量物と軽量物の峻別を任意に設定することができ、例えば瓦礫類や塩ビ類等の廃材１０２は沈降することとなる。第１の湿式選別機２７の溢水口部３１ａから流出する廃材としては、前記軽量物の他、当該軽量物に付着した泥や、細かい砂等が含まれ、洗浄トロンメル４７へ水と共に流入する。その軽量物は、洗浄トロンメル４７において流入手段Ｒ４のシャワーにより洗浄されると共に、付着した泥や砂が篩分けられて流下することで選別される（ステップＡ５´）。洗浄された軽量物は、脱水機４８の脱水槽４８ａに投入されて脱水され（ステップＡ６）、その後、投入用シュート１７ａを介して前記可燃物置場１６ａに落下する。

一方、前記ステップＡ４において、第１の湿式選別機２７の水槽２７ａ底部に沈降した重量物は、前記掻揚げ部３２ｂにより？揚げられて排出部２７ｂから排出され、第２のサイズ選別機２１の投入部２１ｃに落下する。第２のサイズ選別機２１では、その重量物としての廃材を、大サイズの廃材と、中サイズの廃材と、小サイズの廃材とに篩分ける（ステップＡ５）。また、第２のサイズ選別機２１の各篩２１ａ，２１ｂ上の廃材に対して、流入手段Ｒ２，Ｒ３のシャワーが吹付けられることにより、廃材を洗浄して細かい砂や泥などを、小サイズの廃材と共に底部の管路２１ｅ側へ流下させると共に、篩２１ａ，２１ｂの目詰まりを防止しながらも篩分けを促進する。

そして、本実施形態では、第２のサイズ選別機２１で篩分けられた各サイズの廃材について、夫々のサイズごとに並行して選別処理（ステップＬ，Ｍ，Ｓ）が行われるようになっている。以下、大サイズの廃材、中サイズの廃材、小サイズの廃材の順に、夫々の選別処理を説明する。

大サイズの廃材は、第２のサイズ選別機２１の排出部２１ｆから投入用シュート１８ａを介して、第３のサイズ選別機２２の投入部２２ｄに投入される（図３参照）。第３のサイズ選別機２２では、篩２２ａによって大サイズの廃材とこの廃材に付着した砂や泥などの小サイズの廃材とが選別されると共に、圧縮空気供給部２２ｃからのエアブローによって当該廃材中の水分を小サイズの廃材と共に底部の管路２２ｂ側へ流下させる（ステップＬ１）。乾燥した大サイズの廃材は、第３のサイズ選別機２２の排出部２２ｅから投入用シュート１８ｃを介して非鉄金属磁選機２５の投入部２５ａに投入される。

非鉄金属磁選機２５では、乾燥させた大サイズの廃材を、前記磁場発生部の磁場を利用して、アルミニウム、ステンレス鋼、非鉄金属以外の廃材の三者に夫々選別する（ステップＬ２）。選別された大サイズのアルミニウムとステンレス鋼は、非鉄金属磁選機２５の排出部２５ｃ，２５ｂから夫々投入用シュート１７ｃ，１７ｄを介して、アルミニウム置場１６ｃとステンレス鋼置場１６ｄに落下する。瓦礫類や塩ビ類など非鉄金属以外の廃材は、非鉄金属磁選機２５の排出部２５ｄから振動フィーダ４２を介して、第２の湿式選別機２８の投入部２８ｄに落下する。第２の湿式選別機２８では、瓦礫類や塩ビ類など比重が１よりも大きい廃材を、水流入手段Ｒ７により水槽２８ａ内に水流を生成することで、瓦礫類と塩ビ類とに選別する。即ち、水槽２８ａ内での水流に抗して沈降する瓦礫類を、前記バケット３７ｂで回収し、重量物として排出部２８ｃから排出する一方、塩ビ類を前記水流の作用により軽量物として排出部２８ｂから排出する（ステップＬ３）。こうして選別された大サイズの塩ビ類や瓦礫類は、夫々投入用シュート１７ｆ，１７ｇを介して、塩ビ類置場１６ｆと瓦礫類置場１６ｇに落下する。

中サイズの廃材についても、上記した大サイズの廃材に係る選別処理と同様の選別処理が行われる。この中サイズの廃材の選別処理について簡単に説明すると、中サイズの廃材は、第２のサイズ選別機２１から投入用シュート１８ｂを介して、第４のサイズ選別機２３に投入される。第４のサイズ選別機２３では、中サイズの廃材とこの廃材に付着した砂や泥などが選別されると共に、当該廃材中の水分を砂や泥等と共に流下させる（ステップＭ１）。乾燥した中サイズの廃材は、第４のサイズ選別機２３から投入用シュート１８ｄを介して非鉄金属磁選機２６に投入される。

非鉄金属磁選機２６では、乾燥後の中サイズの廃材を、アルミニウムとステンレス鋼と非鉄金属以外の廃材とに選別する（ステップＭ２）。選別された中サイズのアルミニウムとステンレス鋼は、非鉄金属磁選機２６から夫々投入用シュート１７ｃ´，１７ｄ´を介して、アルミニウム置場１６ｃ´とステンレス鋼置場１６ｄ´に落下する。瓦礫類や塩ビ類等の廃材は、非鉄金属磁選機２６から振動フィーダ４３を介して、第３の湿式選別機２９に投入される。当該中サイズの廃材は、第３の湿式選別機２９において塩ビ類と瓦礫類とに選別され（ステップＭ３）、塩ビ類と瓦礫類とが夫々投入用シュート１７ｆ´，１７ｇ´を介して、塩ビ類置場１６ｆ´と瓦礫類置場１６ｇ´に落下する。

小サイズの廃材は、主として細かな砂であって泥や他の細かな廃材を含んでおり、第２のサイズ選別機２１の管路２１ｅから、循環水用経路Ｒ´を介して第４の湿式選別機３０への注水と共に投入される。また、小サイズの廃材は、洗浄トロンメル４７及び脱水機４８の管路４７ｂ、４８ｃから、循環水用経路Ｒ´とサイクロン４９を介して第４の湿式選別機３０への注水と共に投入される。

サイクロン４９では、その内周壁のテーパに沿う下降流を生成することで、当該水に含まれる比重の大きい砂等をボトムノズル４９ａから第４の湿式選別機３０側へ排出する一方、比重の小さい物質を含む水をトップノズル４９ｂからシックナーＴ２側へ排出する（ステップＳ１）。第４の湿式選別機３０において、小サイズの廃材は、水槽３０ａ内で沈降してコンベア３９ａ上に堆積する。そして、小サイズの廃材を、コンベア３９で搬送する際、加振装置４０によって水面下でコンベア３９ａごと振動させることにより、当該廃材中埋もれていた比較的軽い廃材（例えば水を含んだ可燃物やＡＬＣ）を、表面側に浮出させる（ステップＳ２）。また、表面側に浮出した比較的軽い廃材を、流入手段Ｒ５及び吸引部３０ｄにより生成された水流で、吸引部３０ｄ側に吸引して選別する。他方、コンベア３９上の廃材は、排出部３０ｃから図示しない投入用シュートを介して砂置場１６ｈに落下する。

尚、廃材処理設備１１の稼働中に、シックナーＴ２とスラリータンクＴ３を経た汚泥は、フィルタープレス４５で適宜脱水されて脱水ケーキを生成する。
図１０は、上記廃材処理設備１１において、小サイズの廃材を４．７５ｍｍとした場合（つまり第２のサイズ選別機２１等で４．７５ｍｍ以下の廃材を篩分けた場合）の処理能力を例示している。同図に示すように、建築廃材には、特に瓦礫や砂が多く、可燃物やプラスチック、鉄、非鉄金属など多様な廃材が含まれていることがわかる。また、廃材処理設備１１の各選別機によって、１０トンの建築廃材を、１時間で各種廃材に速やかに選別できることがわかる。

以上説明したように、本実施形態の廃材処理設備１１では、複数の選別機を上下方向に複数段に配置した立体的な配置構成にすると共に、当該複数の選別機のうち最上段の第１の湿式選別機２７へ建築廃材を投入する廃材投入手段としてクライマーベルトコンベアＣ３及び振動フィーダ４１を設けた。

従って、単に平地に選別機を配置した従来の二次元的配置構成に比し、廃材処理設備１１の設置に必要なスペースを大幅に減少させることができる。また、上記構成によれば、一の選別機で選別した建築廃材を、重力を利用して下方の選別手段へ投入することができ、複数の選別機間における廃材投入手段の省略（簡素化）ないしは縮短することができる。従って、廃材処理設備１１の設置スペースを飛躍的に減少させることができると共に、選別機間での廃材搬送に要するエネルギーを極力少なくすることができ、環境負荷を低減できる。更に、複数の選別機によって、サイズ選別のみならず、金属類の選別や水の比重を利用した質量ごとの選別を重畳的に行うことができる。よって、各選別機を経た廃材について、例えば軽量物たる木や紙屑を可燃物として取除くことができると共に、サイズごとに金属類あるいは瓦礫類等を選別したり、鉄屑等の混入のない細かい砂を選別することができる。尚、廃材投入手段は、クライマーベルトコンベアＣ３や振動フィーダ４１に限定するものではなく、複数の選別機のうち最上段の選別機へ廃材を搬送するものであればよく、他の搬送手段を用いて構成してもよい。

所定間隔を隔てて配置された複数の柱部材１３と、この部材１３間に上下に複数段に架け渡された複数の梁部材１４とを接合することにより構成された複数階からなる構造体１２を備え、当該構造体１２の各階に複数の選別機を設置した。

これによれば、当該部材１３，１４間の接合を、前記螺合手段を用いる等して現地で容易に組立てることができると共に、廃材処理後に構造体１２と複数の選別機を容易に撤去することができる。従って、構造体１２の構成を簡単なものとし、廃材処理設備１１の移設を容易に行うことができ、実用上において有益なものとすることができる。尚、柱部材１３や梁部材１４は、図示した四角柱状のものに限定されるものではなく、板状のものを用いる等、適宜変更することができる。

第１の湿式選別機２７において、前記流出手段３１は水槽２７ａ内における廃材の沈降速度の相違に基づき、沈降する前記重量物と流出する前記軽量物との境界を設定して、当該重量物と軽量物とを峻別する規制部材３５を備える。これによれば、湿式選別における、重量物と軽量物の峻別を任意に設定することができると共に、選別精度を高めることができる。

特に、本実施形態の廃材処理設備１１では、建築廃材を、複数の選別機を経て夫々の種類の廃材に選別する過程で、湿式による選別（或は洗浄）が複数回行われる。このため、可燃物に付着した土砂等を極力除去し、或は可燃物やＡＬＣの混入のない砂を選別することができる等、総じて選別精度を高めることができ、リサイクル化に有益なものとすることができる。また、廃材処理設備１１では、湿式選別機を採用し且つ循環水用経路Ｌを配して外部に汚水を排出しない構成としため、選別処理時の粉塵の発生を極力抑制し且つ周囲の環境に影響を与えないように廃材処理を行うことができる。

本実施形態と異なり、単に平地に選別機を配置した従来の二次元的配置構成の処理設備の場合、１０〜２０トンの建築廃材を１時間で処理するには、例えば約５００坪の敷地が必要とされる。これに対し、本実施形態の廃材処理設備１１では、図１０に示したように、１０トンの建築廃材を１時間で処理する能力を確保しながらも、その敷地面積を約５８坪に抑えることができる。

本発明は、上記した廃材処理設備に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、上記の複数の選別機に加え、廃材を乾燥させる乾燥手段としてボイラーを用いることができる。この場合、廃材処理設備で選別した可燃物をボイラーの燃焼に供することができ、廃材処理設備内で再資源化を図ることができる。また、選別機の設置数や配置形態、篩分ける廃材のサイズ（篩のメッシュ寸法）等、適宜変更してもよい。

図面中、１１は廃材処理設備、１２は構造体、１３は柱部材、１４は梁部材、２０，２１，２２，２３はサイズ選別手段（選別手段）、２４，２５，２６は磁力選別手段（選別手段）、２７，２８，２９，３０は湿式選別手段（選別手段）、３１は流出手段、３２は排出手段、３５は規制部材、４７，４８，４９は選別手段、４１，Ｃ３は廃材投入手段、Ｒ１は流入手段を示す。

Claims

複数種類の廃材が混合した建築廃材を、その種類に応じて選別するための複数の選別手段を備えた廃材処理設備であって、
前記複数の選別手段は、
前記建築廃材を大きさに応じて選別するサイズ選別手段と、
水の比重を利用して前記建築廃材を重量物と軽量物とに選別する湿式選別手段と、
磁力を利用して前記建築廃材中の金属類を選別する磁力選別手段とを含み、
前記廃材処理設備は、
所定間隔を隔てて配置された複数の柱部材と、前記柱部材間に上下に複数段に架け渡された複数の梁部材とを接合することにより構成された複数階からなる構造体を備え、
前記構造体の各階への前記選別手段の設置により、それら複数の選別手段を上下方向に複数段に配置した立体的な配置構成にすると共に、当該複数の選別手段のうち最上段の選別手段へ前記建築廃材を投入する廃材投入手段を設けており、
前記複数の選別手段のうち、
前記磁力選別手段は、前記サイズ選別手段により選別されたサイズ別の建築廃材について、当該サイズ別に処理する複数の当該磁力選別手段が前記構造体に配設されていて、サイズ別の金属類の選別を、前記複数の磁力選別手段により並行して処理することが可能とされ、
前記湿式選別手段は、前記構造体の複数階にわたって夫々設けられ、湿式による選別を前記複数階で行うように構成されるとともに、それら湿式選別手段のうちの１つは、他の湿式選別手段に対して給水するための循環水経路に接続された沈降タンクで水の比重を利用して沈降する物質を選別することで、外部に汚水を排出しない構成とされ、
前記サイズ選別手段、前記湿式選別手段、或いは前記磁力選別手段で選別することで前記建築廃材から可燃物と鉄とアルミと塩ビ類と瓦礫類と砂とを選別し、それら建築廃材について前記構造体に配設された投入用シュートによる階下への落下が可能に構成されていることを特徴とする廃材処理設備。
前記他の温式選別手段のうち少なくとも一つは、
前記建築廃材が投入される水槽と、この水槽内に水を供給する流入手段と、前記水槽の水面側から前記軽量物を水と共に流出させる流出手段と、前記水槽の底部側から前記重量物を排出する排出手段とを備え、
前記流出手段は、前記水槽内における前記廃材の沈降速度の相違に基づき、沈降する前記重量物と流出する前記軽量物との境界を設定して、当該重量物と軽量物とを峻別する規制部材を備えたことを特徴とする請求項１記載の廃材処理設備。